(57)【要約】  【課題】露光装置の動作に依存するデバイスの製造に関わる計測データの分析を容易かつ適切に行えるような解析方法を提供する。  【解決手段】本発明の解析方法によれば、例えば線幅精度や重ね合わせ精度等の露光結果の特性を、各ショット領域に対する露光処理の結果より任意に検出し、その特性を、その特性を呈する露光処理を行った時の例えばスキャン方向、完全ショット／欠けショット、欠けショットのスキャン方向、及び、ステップ方向等の露光装置の動作に対応付けて分類する。そして、例えば１つの基板（ウエハ）ごとに、そのショット領域ごとに光装置の所定の動作ごとに分類した特性を比較する。従って、その特性と露光装置の所定の動作との関係、相関、すなわち、その特性のその動作への依存性を検出することができる。  【選択図】  図９
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
マスクに形成されたパターンを、２種類以上の動作の組み合わせにより基板上に転写する露光装置の性能の解析方法において、
前記動作中または前記動作後における前記露光装置の状態情報を、前記動作の種類ごとに分類するステップと、
前記分類された前記状態情報に基づいて前記動作の種類と前記状態情報との関連性を導出するステップと
を有する解析方法。
【請求項２】
前記状態情報は、露光中における前記マスクの位置データと前記基板の位置データとの少なくとも一方を含むことを特徴とする請求項１に記載の解析方法。
【請求項３】
前記動作は、露光中における前記基板の第１方向走査と、前記第１方向と反転した第２方向走査とを含み、
前記分類するステップは、前記状態情報を前記第１方向走査における状態情報と前記第２方向走査における状態情報とに分類することを特徴とする請求項１または２に記載の解析方法。
【請求項４】
前記動作は、前記パターンの像が前記基板外から前記基板内へ向かうように前記基板を走査する外内走査と、前記基板内から前記基板外へ向かうように前記基板を走査する内外走査とを含み、
前記分類するステップは、前記状態情報を前記外内走査における状態情報と前記内外走査における状態情報とに分類することを特徴とする請求項１または２に記載の解析方法。
【請求項５】
導出された前記関連性に基づいて、前記露光装置の調整を行うステップを有することを特徴とする請求項１〜４のいずれか一項に記載の解析方法。
【請求項６】
マスクに形成されたパターンを、２種類以上の動作の組み合わせにより基板上に転写する露光装置の性能の解析方法において、
前記基板上に転写されたパターンの特性を検出するステップと、
前記パターン特性を、前記パターンの転写の際における前記動作の種類ごとに分類するステップと、
前記分類された前記パターン特性に基づいて前記動作の種類と前記パターン特性との関連性を導出するステップと
を有する解析方法。
【請求項７】
前記パターン特性は、前記パターンの線幅、または前記パターンの重ね合わせ精度であることを特徴とする請求項６に記載の解析方法。
【請求項８】
前記動作は、露光中における前記基板の第１方向走査と、前記第１方向と反転した第２方向走査とを含み、
前記分類するステップは、前記パターン特性を前記第１方向走査におけるパターン特性と前記第２方向走査におけるパターン特性とに分類することを特徴とする請求項６または７に記載の解析方法。
【請求項９】
前記動作は、前記パターンの像が前記基板外から前記基板内へ向かうように前記基板を走査する外内走査と、前記基板内から前記基板外へ向かうように前記基板を走査する内外走査とを含み、
前記分類するステップは、前記パターン特性を前記外内走査におけるパターン特性と前記内外走査におけるパターン特性とに分類することを特徴とする請求項６または７に記載の解析方法。
【請求項１０】
導出された前記関連性に基づいて、前記露光装置の調整を行うステップを有することを特徴とする請求項６〜９のいずれか一項に記載の解析方法。
【請求項１１】
マスクに形成されたパターンを基板上に転写する露光装置において、
２種類以上の動作を組み合わせて前記パターンを前記基板上に転写するように露光装置を制御する制御装置と、
前記動作中または前記動作後の前記露光装置の状態情報を、前記動作の種類ごとに分類して記憶する記憶装置と、
前記分類された前記状態情報に基づいて前記動作の種類と前記状態情報との関連性を導出する解析装置と
を有することを特徴とする露光装置。
【請求項１２】
前記状態情報は、露光中における前記マスクの位置データと前記基板の位置データとの少なくとも一方を含むことを特徴とする請求項１１に記載の露光装置。
【請求項１３】
前記制御装置は、前記基板が第１方向走査と、前記第１方向と反転した第２方向走査とを行うように露光装置を制御し、
前記記憶装置は、前記パターン特性を前記第１方向走査におけるパターン特性と前記第２方向走査におけるパターン特性とに分類して記憶することを特徴とする請求項１１または１２に記載の露光装置。
【請求項１４】
前記制御装置は、前記パターンの像が前記基板外から前記基板内へ向かうように前記基板を走査する外内走査と、前記基板内から前記基板外へ向かうように前記基板を走査する内外走査とを行うように露光装置を制御し、
前記記憶装置は、前記パターン特性を前記外内走査におけるパターン特性と前記内外走査におけるパターン特性とに分類することを特徴とする請求項１１または１２に記載の露光装置。
【請求項１５】
前記解析装置が導出した関連性に基づいて前記露光装置の動作を補正する補正装置を有することを特徴とする請求項１１〜１４のいずれか一項に記載の露光装置。
【請求項１６】
マスクに形成されたパターンを２種類以上の動作の組み合わせにより基板上に転写する露光装置と、
前記露光装置によって前記基板上に転写されたパターンの特性を検出する検出装置と、
前記検出装置が検出したパターンの特性を前記露光装置の動作の種類ごとに分類し、該分類した結果に基づいて前記動作の種類と前記パターン特性との関連性を導出する解析装置と
を有することを特徴とする露光装置システム。
【請求項１７】
前記検出装置は、前記基板に形成された前記パターンの線幅、または前記パターンの重ね合わせ精度を検出することを特徴とする請求項１６記載の露光装置システム。
【請求項１８】
前記解析装置は、前記パターン特性を露光時における前記基板の走査方向ごとに分類することを特徴とする請求項１６または１７に記載の露光装置システム。
【請求項１９】
前記露光装置は、前記パターンの像が前記基板外から前記基板内へ向かうように前記基板を走査する外内走査と、前記基板内から前記基板外へ向かうように前記基板を走査する内外走査とを組み合わせて前記パターンの転写を行い、
前記解析装置は、前記パターン特性を前記外内走査におけるパターン特性と前記内外走査におけるパターン特性とに分類する
ことを特徴とする請求項１６または１７に記載の露光装置システム。
【請求項２０】
前記露光装置と前記検出装置と前記解析装置とのうちの少なくともいずれか２つは通信ネットワークを介して接続されていることを特徴とする請求項１６〜１９のいずれか一項に記載の露光装置システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体素子等の電子デバイスを製造する際に使用する露光装置において、露光装置の状態に係るデータや露光結果に係るデータを解析し、露光装置の性能や露光結果の特性を容易に検出することができる解析方法、及び、その解析方法を用いることにより露光装置の性能の低下を早期に検出し電子デバイス等の生産性を向上させることができる露光装置及び露光装置システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば半導体素子、液晶表示素子、ＣＣＤ等の撮像素子、プラズマディスプレイ素子あるいは薄膜磁気ヘッド等の電子デバイス（以下、電子デバイスと総称する）の製造にあたっては、露光装置を用いて、フォトマスクやレチクル（以下、レチクルと総称する）に形成された微細なパターンの像を、フォトレジスト等の感光剤を塗布した半導体ウエハやガラスプレート等の基板（以下、ウエハと総称する）上に投影露光する。その際、レチクルとウエハとを高精度に位置合わせ（アライメント）し、レチクルのパターンをウエハ上に既に形成されているパターン上に精度よく重ね合わせて投影露光する必要がある。
近年、パターンの微細化や高集積度化が急速に進んでおり、このような露光装置には以前に増して高い露光精度が要求されている。そのため、アライメントに対する精度の要求も一層厳しくなっており、より高精度なアライメントが要望されている。
【０００３】
一方で、そのような電子デバイス等の製造においては、多種類の電子デバイスを短期間に製造することが要求されており、生産性の向上が求められている。
そのため、電子デバイスの製造ラインにおいては、製造上の不具合を早急に検出して迅速に対応するために、また、特性の優れたデバイスを効率良く製造するために、ひいては、装置の稼動率を向上させて歩留まりを向上させるために、解析装置、診断システムあるいは装置支援システム等が導入されている。
【０００４】
このような診断システムや装置支援システムにおいては、露光装置やプロセス処理装置等の製造装置、検査装置及び計測装置等から各種のデータを収集し、サーバー装置等においてそれらのデータを解析することにより状況の把握等を行い、制御パラメータ等の調整を行っている。これにより、例えば、装置の稼動状況の分析及び把握、装置の傾向を統計的に解析しての異常の検知、あるいは、装置の傾向から以後の状態を予測しての異常発生の防止等の処理が行われている（例えば、特許文献１参照）。
【特許文献１】特許第３３２７２３４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、このような露光装置においては、露光装置の動作に関係すると考えられる要因により、例えば線幅精度や重ね合わせ精度等の露光精度が悪化する場合がある。
例えばスキャン露光装置においては、レチクルを所定の第１の方向でスキャン（プラススキャン）して露光されるショットと、レチクルを所定の第２の方向でスキャン（マイナススキャン）して露光されるショットがウエハ内に混在する場合、これらのショット間でフォーカス／レベリング制御、露光量制御、同期精度等に差が生じる場合がある（以下、これを正逆差と称する）。原因は様々であるが、スキャン方向によりレチクルやウエハの走る面が異なっていたり、スキャン方向に応じてボディの変形の仕方が異なっていたりすることに起因する場合が多い。その結果、プラススキャンショットとマイナススキャンショット間で、ショット内平均線幅や線幅分布の差、ステッピング精度及び重ね合わせ時のショット成分等が悪化し、製造した電子デバイスの性能のばらつきや歩留まりの低下をもたらす場合がある。
【０００６】
本発明はこのような問題に鑑みてなされたものであって、その目的は、露光装置の動作に依存するデバイスの製造に関わる計測データの分析を容易かつ適切に行えるような解析方法を提供することにある。
また本発明の他の目的は、そのような解析方法に係る解析を適切に行い、電子デバイスを適切かつ高い生産性で製造することができる露光装置及び露光装置システムを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
前記目的を達成するために、本発明の解析方法は、マスクに形成されたパターンを、２種類以上の動作の組み合わせにより基板上に転写する露光装置の性能の解析方法において、前記動作中または前記動作後における前記露光装置の状態情報を、前記動作の種類ごとに分類するステップ（ステップＳ１３０）と、前記分類された前記状態情報に基づいて前記動作の種類と前記状態情報との関連性を導出するステップ（ステップＳ１５０）とを有する（図９参照）（請求項１）。
【０００８】
好適には、前記状態情報は、露光中における前記マスクの位置データと前記基板の位置データとの少なくとも一方を含む（請求項２）。
また好適には、前記動作は、露光中における前記基板の第１方向走査（３３１）と、前記第１方向と反転した第２方向走査（３３２）とを含み、前記分類するステップ（ステップＳ１３０）は、前記状態情報を前記第１方向走査における状態情報と前記第２方向走査における状態情報とに分類する(図８及び図９参照）（請求項３）。
また好適には、前記動作は、前記パターンの像が前記基板外から前記基板内へ向かうように前記基板を走査する外内走査（３１３）と、前記基板内から前記基板外へ向かうように前記基板を走査する内外走査（３１２）とを含み、前記分類するステップ（ステップＳ１３０）は、前記状態情報を前記外内走査における状態情報と前記内外走査における状態情報とに分類する（図８及び図９参照）（請求項４）。
【０００９】
このような解析方法によれば、例えばレチクルステージの移動ログ（トレースデータ）、ウエハステージの移動ログ（トレースデータ）、走査露光中のＡＦ信号、あるいは、レベリング駆動信号等の露光装置の状態情報を、露光処理を行った時の例えばスキャン方向、完全ショット／欠けショット、欠けショットのスキャン方向、及び、ステップ方向等の露光装置の動作の種類に対応付けて分類する。そして、例えば１つの基板（ウエハ）の全ショット領域について、露光装置の動作ごとに分類したその状態情報を比較する。その結果、その状態情報と露光装置の所定の動作との相関、すなわち、その状態情報と露光装置の動作との関連性、依存性を容易に検出することができる。
【００１０】
また、本発明に係る他の解析方法は、マスクに形成されたパターンを、２種類以上の動作の組み合わせにより基板上に転写する露光装置の性能の解析方法において、前記基板上に転写されたパターンの特性を検出するステップ（ステップＳ１１０）と、前記パターン特性を、前記パターンの転写の際における前記動作の種類ごとに分類するステップ（ステップＳ１３０）と、前記分類された前記パターン特性に基づいて前記動作の種類と前記パターン特性との関連性を導出するステップと（ステップＳ１５０）を有する（図９参照）（請求項６）。
【００１１】
好適には、前記パターン特性は、前記パターンの線幅、または前記パターンの重ね合わせ精度である（請求項７）。
また好適には、前記動作は、露光中における前記基板の第１方向走査（３３１）と、前記第１方向と反転した第２方向走査（３３２）とを含み、前記分類するステップ（ステップＳ１３０）は、前記パターン特性を前記第１方向走査におけるパターン特性と前記第２方向走査におけるパターン特性とに分類する（図８及び図９参照）（請求項８）。
また好適には、前記動作は、前記パターンの像が前記基板外から前記基板内へ向かうように前記基板を走査する外内走査（３１３）と、前記基板内から前記基板外へ向かうように前記基板を走査する内外走査（３１２）とを含み、前記分類するステップ（ステップＳ１３０）は、前記パターン特性を前記外内走査におけるパターン特性と前記内外走査におけるパターン特性とに分類する（図８及び図９参照）（請求項９）。
【００１２】
このような解析方法によれば、例えばパターンの線幅やパターンの重ね合わせ精度等のパターン特性を検出し、検出したパターン特性を露光処理を行った時の例えばスキャン方向、完全ショット／欠けショット、欠けショットのスキャン方向、及び、ステップ方向等の露光装置の動作の種類に対応付けて分類する。そして、例えば１つの基板（ウエハ）の全ショット領域について、露光装置の動作ごとに分類したそのパターン特性を比較する。その結果、そのパターン特性と露光装置の所定の動作との相関、すなわち、そのパターン特性と露光装置の動作との関連性、依存性を容易に検出することができる。
【００１３】
なお、好適には、本発明に係る解析方法は、導出された前記関連性に基づいて、前記露光装置の調整を行うステップ（ステップＳ１６０）を有する（図９参照）（請求項５、１０）。
【００１４】
また、本発明に係る露光装置は、マスクに形成されたパターンを基板上に転写する露光装置（１０）であって、２種類以上の動作を組み合わせて前記パターンを前記基板上に転写するように露光装置を制御する制御装置（１１５等）と、前記動作中または前記動作後の前記露光装置の状態情報を、前記動作の種類ごとに分類して記憶する記憶装置（１１５等）と、前記分類された前記状態情報に基づいて前記動作の種類と前記状態情報との関連性を導出する解析装置（１１５等）とを有する（図２参照）（請求項１１）。
【００１５】
好適には、前記状態情報は、露光中における前記マスクの位置データと前記基板の位置データとの少なくとも一方を含む（請求項１２）。
また好適には、前記制御装置は、前記基板が第１方向走査と、前記第１方向と反転した第２方向走査とを行うように露光装置を制御し、前記記憶装置は、前記パターン特性を前記第１方向走査におけるパターン特性と前記第２方向走査におけるパターン特性とに分類して記憶する（請求項１３）。
また好適には、前記制御装置は、前記パターンの像が前記基板外から前記基板内へ向かうように前記基板を走査する外内走査と、前記基板内から前記基板外へ向かうように前記基板を走査する内外走査とを行うように露光装置を制御し、前記記憶装置は、前記パターン特性を前記外内走査におけるパターン特性と前記内外走査におけるパターン特性とに分類する（請求項１４）。
また好適には、前記解析装置が導出した関連性に基づいて前記露光装置の動作を補正する補正装置（１１５等）を有する（図２参照）（請求項１５）。
【００１６】
また本発明に係る露光装置システム（１）は、マスクに形成されたパターンを２種類以上の動作の組み合わせにより基板上に転写する露光装置（１０）と、前記露光装置によって前記基板上に転写されたパターンの特性を検出する検出装置（４０，５０）と、前記検出装置が検出したパターンの特性を前記露光装置の動作の種類ごとに分類し、該分類した結果に基づいて前記動作の種類と前記パターン特性との関連性を導出する解析装置（６０）とを有する（図１参照）（請求項１６）。
【００１７】
好適には、検出装置（４０，５０）は、基板に形成されたパターンの線幅またはパターンの重ね合わせ精度を検出する（図１参照）（請求項１７）。
また好適には、解析装置（６０）は、パターン特性を露光時における基板の走査方向ごとに分類する（請求項１８）。
また好適には、露光装置（１０）は、パターンの像が基板外から基板内へ向かうように基板を走査する外内走査（３１３）と、基板内から基板外へ向かうように基板を走査する内外走査（３１２）とを組み合わせてパターンの転写を行い、解析装置（６０）は、前記パターン特性を外内走査におけるパターン特性と内外走査におけるパターン特性とに分類する（図１及び図８参照）（請求項１９）。
また好適には、露光装置（１０）と検出装置（４０及び５０）と解析装置（６０）とのうちの少なくともいずれか２つは通信ネットワーク（７０）を介して接続されている（図１参照）（請求項２０）。
【００１８】
なお、本欄においては、各構成に対して、添付図面に示されている対応する構成の符号を記載したが、これはあくまでも理解を容易にするためのものであって、何ら本発明に係る手段が添付図面を参照して後述する実施の形態の態様に限定されることを示すものではない。
【発明の効果】
【００１９】
本発明によれば、露光装置の動作に依存するデバイスの製造に関わる計測データの分析を容易かつ適切に行えるような解析方法を提供することができる。
また、そのような解析方法に係る解析を適切に行い、電子デバイスを適切かつ高い生産性で製造することができる露光装置及び露光装置システムを提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
本発明の一実施の形態について、図１〜図１１を参照して説明する。
図１は、本発明の一実施の形態の露光装置システム１の構成を示すブロック図である。
図１に示すように、露光装置システム１は、露光装置１０、トラック２０、レーザ３０、インライン計測器（検出装置）４０、オフライン計測器（検出装置）５０、装置支援システム６０（解析装置）及び通信ネットワーク７０を有する。また、装置支援システム６０は、サーバー６１、端末装置６２及びリモート端末装置６３を有し、通信ネットワーク７０は、第１のネットワーク７１、第２のネットワーク７２及びゲート装置７３を有する。
なお、露光装置システム１は、複数のデバイス製造ラインを有し、露光装置１０、トラック２０、レーザ３０及びインライン計測器４０は、例えば各ラインに対応して複数設けられている。また、オフライン計測器５０は、それらの製造ラインとは別に複数設けられている。
【００２１】
まず、露光装置システム１の各部の構成について順に説明する。
露光装置１０は、レチクル上に形成された所望のパターンの像を感光材料が塗布された基板（ウエハ）上に投影し、ウエハ上にそのパターンを転写する。本実施の形態の露光装置１０は、画像処理によりウエハの所定の基準となるパターンを検出するオフ・アクシス方式のアライメント光学系を有する露光装置である。
【００２２】
露光装置１０の全体構成について図２及び図３を参照して説明する。
なお、以下の説明においては、ＸＹＺ直交座標系を図２に示すように設定し、このＸＹＺ直交座標系を参照しつつ各構成要素の位置関係等について説明する。このＸＹＺ直交座標系においては、Ｘ軸及びＺ軸を紙面に対して平行となるよう設定し、Ｙ軸を紙面に対して垂直となる方向に設定する。実際にはＸＹ平面を水平面に平行な面に設定し、Ｚ軸を鉛直上方向に設定する。
【００２３】
露光装置１０においては、図２に示すように、図示しない照明光学系から出射された露光光ＥＬが、コンデンサレンズ１０１を介してレチクルＲに形成されたパターン領域ＰＡに均一な照度分布で照射される。露光光ＥＬとしては、例えばｇ線（４３６ｎｍ）やｉ線（３６５ｎｍ）、または、ＫｒＦエキシマレーザ光（２４８ｎｍ）、ＡｒＦエキシマレーザ光（１９３ｎｍ）またはＦ２エキシマレーザ光（１９３ｎｍ）等が用いられる。
【００２４】
レチクルＲはレチクルステージ１０２上に保持され、レチクルステージ１０２はベース１０３上の２次元平面内において移動及び微小回転ができるように支持される。装置全体の動作を制御する主制御系１１５が、ベース１０３上の駆動装置１０４を介してレチクルステージ１０２の動作を制御する。
レチクルステージ１０２の端部には、Ｘ軸方向及びＹ軸方向に各々設けられたレーザ干渉計（図２には、Ｘ方向レーザ干渉計１５２のみを示す）からのレーザビームを反射するＸ方向及びＹ方向の移動ミラー（図２には、Ｘ方向移動ミラー１５１のみを示す）が固定されており、レチクルステージ１０２の２次元的な位置は、これらのレーザ干渉計によって例えば０．０１μｍ程度の分解能で常時検出されている。検出されたレチクルステージ１０２の位置情報は、主制御系１１５に入力され、レチクルステージ１０２の移動等に供される。
【００２５】
また、主制御系１１５に入力された走査露光中のレチクルステージ１０２の位置情報は、露光装置１０の状態情報の１つであるレチクルステージ１０２の位置のトレースデータとして、主制御系１１５内の記憶部に、あるいは主制御系１１５を介して外部の記憶装置（露光装置システム１においては、サーバー６１内の露光工程ＤＢ２２０（図４参照））に、所定のサンプル時間間隔で記憶される。記憶されたデータは、例えば露光装置１０の動作解析を行う際等に参照される。
また、レチクルＲは、その周辺に形成された図示しないレチクルアライメントマークが、ミラー１０５、対物レンズ１０６、マーク検出系１０７からなるレチクルアライメント系で検出されることによって、投影光学系ＰＬの光軸ＡＸに関して位置決めされる。
【００２６】
レチクルＲのパターン領域ＰＡを透過した露光光ＥＬは、例えば両側（片側でもよい）テレセントリックな投影光学系ＰＬに入射され、ウエハ（基板）Ｗ上の各ショット領域に投影される。投影光学系ＰＬは、露光光ＥＬの波長に関して最良に収差補正されており、その波長のもとでレチクルＲとウエハＷとは互いに共役になっている。また、照明光ＥＬは、ケラー照明であり、投影光学系ＰＬの瞳ＥＰ内の中心に光源像として結像される。
なお、投影光学系ＰＬはレンズ等の光学素子を複数有する。その光学素子の硝材としては露光光ＥＬの波長に応じて石英、蛍石等の光学材料が使用される。
【００２７】
ウエハＷは、ウエハホルダー１０８を介してウエハステージ１０９上に載置される。ウエハホルダー１０８上には、ベースライン計測等で使用する基準マーク１１０が設けられている。ウエハステージ１０９は、投影光学系ＰＬの光軸ＡＸに垂直な面内でウエハＷを２次元的に位置決めするＸＹステージ、投影光学系ＰＬの光軸ＡＸに平行な方向（Ｚ方向）にウエハＷを位置決めするＺステージ、ウエハＷを微小回転させるステージ、及び、Ｚ軸に対する角度を変化させてＸＹ平面に対するウエハＷの傾きを調整するステージ等を有する。
【００２８】
ウエハステージ１０９の上面の＋Ｘ軸方向の端部及び＋Ｙ軸方向の端部にはそれぞれ移動ミラー１１１が取りつけられ、移動ミラー１１１の鏡面に対向した位置にレーザー干渉計１１２が配置される。移動ミラー１１１はＸ軸に垂直な平面鏡及びＹ軸に垂直な平面鏡を有している。なお、図２では簡略化のため、Ｘ軸用移動ミラー及びＸ軸用のレーザー干渉計のみ図示している。
また、レーザー干渉計１１２は、Ｘ軸に沿って移動ミラー１１１にレーザを照射する３軸のＸ軸用のレーザー干渉計、Ｙ軸に沿って移動ミラー１１１にレーザを照射する２軸のＹ軸用のレーザー干渉計より構成されている。Ｘ軸に沿って移動ミラー１１１に照射される３軸のレーザのうち、第１軸と第２軸とはＹ軸方向に沿って離間するように配置され、第３軸は、第１軸及び第２軸に対してＺ軸方向に沿って離間するように配置される。また、Ｙ軸に沿って移動ミラー１１１に照射される２軸のレーザは、第１軸と第２軸とがＺ軸方向に沿って離間するように配置される。そして、Ｘ軸用の第１軸または第２軸のレーザー干渉計と、Ｙ軸用の第１軸のレーザー干渉計とにより、ウエハステージ１０９のＸ座標及びＹ座標が計測される。また、Ｘ軸用の第１軸のレーザー干渉計と第２軸のレーザー干渉計との計測値の差により、ウエハステージ１０９のＺ軸回りの回転角が計測される。また、Ｘ軸用の第１軸または第２軸のレーザー干渉計と第３軸のレーザー干渉計との計測値の差により、ウエハステージ１０９のＹ軸回りの回転角が計測され、Ｙ軸用の第１軸のレーザー干渉計と第２軸のレーザー干渉計との計測値の差により、ウエハステージ１０９のＸ軸回りの回転角が計測される。
【００２９】
レーザ干渉計１１２により計測されたＸ座標、Ｙ座標及びＸ軸、Ｙ軸、Ｘ軸回りの回転角を示す位置計測信号ＰＤＳは、ステージコントローラ１１３に供給される。ステージコントローラ１１３は、主制御系１１５の制御の下、この位置計測信号ＰＤＳに応じて、駆動系１１４を介してウエハステージ１０９の位置を制御する。
また、位置計測情報ＰＤＳは主制御系１１５へ出力される。主制御系１１５は、供給された位置計測信号ＰＤＳをモニターしつつ、ウエハステージ１０９の位置を制御する制御信号をステージコントローラ１１３へ出力する。
【００３０】
また、主制御系１１５に入力された走査露光中の位置計測情報ＰＤＳは、露光装置１０の状態情報の１つであるウエハステージ１０９の位置のトレースデータとして、主制御系１１５内の記憶部に、あるいは主制御系１１５を介して外部の記憶装置（露光装置システム１においては、サーバー６１内の露光工程ＤＢ２２０（図４参照））に、所定のサンプル時間間隔で記憶される。記憶されたデータは、例えば露光装置１０の動作解析を行う際等に参照される。
【００３１】
また、露光装置１０は、オフ・アクシス方式のアライメント光学系１２５（以下、アライメントセンサ１２５と称する）を投影光学系ＰＬの側方に備える。このアライメントセンサ１２５は、基板表面のアライメントマーク付近を撮像した信号（ｎ次元信号）を信号処理（画像処理を含む）して、マークの位置情報を検出するＦＩＡ（Field Image Alignment）方式のアライメントセンサである。
露光装置１００においては、このアライメントセンサ１２５により、サーチアライメント計測やファインアライメント計測を行う。
【００３２】
サーチアライメント計測は、ウエハＷ上に形成されている複数個のサーチアライメント用のマークを検出し、ウエハＷのウエハステージ１０９に対する回転量やＸＹ面内での位置ずれを検出する処理である。本実施の形態においてサーチアライメント計測の画像処理方法として、予め設定した基準パターン（テンプレート）を用いて、そのテンプレートに対応する所定のパターンを検出するテンプレートマッチング手法を用いる。
【００３３】
また、ファインアライメント計測は、ショット領域に対応して形成されているファインアライメント用のアライメントマークを検出し、最終的に各露光ショットの位置決めを行うための処理である。本実施の形態においてファインアライメントの画像処理方法としては、マークのエッジを抽出してその位置を検出する手法（エッジ計測手法）を用いる。
【００３４】
なお、サーチアライメント計測及びファインアライメント計測のいずれにおいても、その画像処理方法は本実施の形態の手法に限られるものではない。いずれのアライメント計測においても、テンプレートマッチング手法、エッジ計測手法、あるいはその他の画像処理方法等を適用してよい。
また、サーチアライメント計測時の観察倍率とファインアライメント計測時の観察倍率とは、互いに等しい観察倍率としてもよいし、あるいは、ファインアライメント時の倍率をサーチアライメント時の倍率よりも高倍に設定するようにしてもよい。
【００３５】
アライメントセンサ１２５は、ウエハＷを照明するための照射光を出射するハロゲンランプ１２６、ハロゲンランプ１２６から出射された照明光を光ファイバー１２８の一端に集光するコンデンサレンズ１２７及び照明光を導波する光ファイバー１２８を有する。
照明光の光源としてハロゲンランプ１２６を用いるのは、ハロゲンランプ１２６から出射される照明光の波長域は５００〜８００ｎｍであり、ウエハＷ上面に塗布されたフォトレジストを感光しない波長域であるため、及び、波長帯域が広く、ウエハＷ表面における反射率の波長特性の影響を軽減することができるためである。
【００３６】
光ファイバー１２８から出射された照明光は、ウエハＷ上に塗布されたフォトレジストの感光波長（短波長）域と赤外波長域とをカットするフィルタ１２９を通過して、レンズ系１３０を介してハーフミラー１３１に達する。ハーフミラー１３１によって反射された照明光は、ミラー１３２によってＸ軸方向とほぼ平行に反射された後、対物レンズ１３３に入射し、さらに投影光学系ＰＬの鏡筒下部の周辺に投影光学系ＰＬの視野を遮光しないように固定されたプリズム（ミラー）３４で反射されてウエハＷを垂直に照射する。
【００３７】
なお、図示を省略しているが、光ファイバー２８の出射端から対物レンズ１３３までの光路中には、適当な照明視野絞りが対物レンズ１３３に関してウエハＷと共役な位置に設けられる。また、対物レンズ１３３はテレセントリック系に設定され、その開口絞り（瞳と同じ）の面１３３ａには、光ファイバー１２８の出射端の像が形成され、ケラー照明が行われる。対物レンズ１３３の光軸は、ウエハＷ上では垂直となるように定められ、マーク検出時に光軸の倒れによるマーク位置のずれが生じないようになっている。
【００３８】
ウエハＷからの反射光は、プリズム１３４、対物レンズ１３３、ミラー１３２、ハーフミラー１３１を介して、レンズ系１３５によって指標板１３６上に結像される。この指標板１３６は、対物レンズ１３３とレンズ系１３５とによってウエハＷと共役に配置され、図３に示すように矩形の透明窓内に、Ｘ軸方向とＹ軸方向のそれぞれに伸びた直線状の指標マーク１３６ａ，１３６ｂ，１３６ｃ，１３６ｄを有する。
従って、ウエハＷのマークの像は、指標板１３６の透明窓１３６ｅ内に結像され、このウエハＷのマークの像と指標マーク１３６ａ，１３６ｂ，１３６ｃ，１３６ｄとは、リレー系１３７，１３９及びミラー１３８を介してイメージセンサ１４０に結像する。
【００３９】
イメージセンサ１４０（光電変換手段、光電変換素子）は、その撮像面に入射する像を光電信号（画像信号、画像データ）に変換するものであり、例えば２次元ＣＣＤが用いられる。イメージセンサ１４０から出力された信号（ｎ次元信号）は、ＦＩＡ演算ユニット１４１に、レーザ干渉計１１２からの位置計測信号ＰＤＳとともに入力される。
なお、本実施の形態では、イメージセンサ１４０において２次元画像信号を得て、これをＦＩＡ演算ユニット１４１に入力し使用する。また、サーチアライメント処理の時に行うテンプレートマッチングの際には、２次元ＣＣＤで得た信号を非計測方向に積算（投影）して１次元投影信号として、計測方向への計測に使用する。
【００４０】
なお、イメージセンサ１４０で得る信号やその後段の信号処理の際に処理対象とする信号の形式は、本実施の形態の例に限られるものではない。テンプレートマッチングの際に、２次元画像処理を行うように構成して２次元信号を計測に用いるようにしてもよい。また、３次元画像信号を得て、３次元画像処理を行うように構成してもよい。さらに言えば、ＣＣＤの信号をｎ次元（ｎは、ｎ≧１の整数）に展開して、例えば、ｎ次元の余弦成分信号、ｎ次元正弦成分信号、あるいはｎ次周波数信号等を生成し、そのｎ次元信号を用いて位置計測を行うものに対しても適用可能である。
なお、本明細書の説明において画像、画像信号、画像情報、パターン信号等と称する時も同様に、２次元の画像のみならず、このようなｎ次元信号（ｎ次元の画像信号や、上述のごとく画像信号から展開された信号等）をも含むものとする。
【００４１】
ＦＩＡ演算ユニット１４１は、入力された画像信号からアライメントマークを検出し、そのアライメントマークの指標マーク１３６ａ〜１３６ｄに対するマーク像のずれを求める。そして、位置計測信号ＰＤＳによって表されるウエハステージ１０９の停止位置から、ウエハＷに形成されたマークの像が指標マーク１３６ａ〜１３６ｄの中心に正確に位置した時のウエハステージ１０９のマーク中心検出位置に関する情報ＡＰ２を出力する。
ＦＩＡ演算ユニット１４１は、サーチアライメント及びファインアライメントの各アライメント処理時に、各々、所定のアライメントマーク像の位置検出及びそのずれの検出を行う。前述したように本実施の形態においては、サーチアライメントの時にはテンプレートマッチング手法を利用し、また、ファインアライメントの時にはエッジ検出処理手法を利用して、マークの位置検出及びずれの検出を行う。
【００４２】
主制御装置１１５は、前述した各構成部が協働して動作することにより露光装置１０全体が所望の動作を行い、その結果、所望の露光処理が適切に行われるように、露光装置１０の各部を制御する。具体的には、主制御装置１１５は、各構成部が協働して行う複数の種類の動作を組み合わせ、順番に実行するように制御して、レチクルＲとウエハＷの位置合わせ（アライメント）、露光光量、ウエハＷのステッピング、露光タイミング等の制御や調整等を行う。なお、主制御装置１１５は、例えばマイクロコンピュータ等により構成される。
【００４３】
また、主制御系１１５は、通信ネットワーク７０を介して後述する装置支援システム６０のサーバー６１と通信を行う。そして、運転履歴データ、プロセスプログラム（プロセス条件データ。レシピと称する場合もある）、装置セットアップ状態データ、露光装置１０の各部の状態情報、ウエハＷやレチクルＲに対する種々の計測データ等を、サーバー６１に送信する。より具体的には、状態情報及び計測データとして、前述したレチクルステージ１０２の位置トレースデータ、前述したウエハステージ１０９の位置計測情報ＰＤＳ（ウエハステージ１０９の位置トレースデータ）、走査露光中のＡＦ信号、レベリング駆動信号、あるいは、アライメント計測データや、マーク信号波形のトレースデータ等の種々のデータを、サーバー６１に送信する。
【００４４】
なお、サーバー６１においては、これら露光装置１０から送信されるデータに基づいて、露光装置１０を制御する制御情報を生成し、露光装置１０に送信し、露光装置１０を制御する。また、サーバー６１は、必要に応じて、露光装置１０から送信された種々のデータに基づいて、露光装置１０の動作特性や露光処理の特性等を解析等を行う。本発明に係るサーバー６１におけるこの解析処理については、後に詳細に説明する。
以上、露光装置１０の概略の構成である。
【００４５】
図１に示す露光装置システム１に戻って、トラック２０は、各ラインにおいてウエハを順次搬送するとともに、露光の前工程及び後工程の処理を行う処理系である。トラック２０は、例えば塗布ユニット、ベークユニット、クールユニット及び現像ユニット等を有する。トラック２０は、例えば露光装置システム１中の図示しないトラックサーバーにより制御される。
【００４６】
レーザ３０は、各ラインの露光装置１０に露光光を提供する光源である。
インライン計測器４０は、露光装置１０、トラック２０あるいはレーザ３０等の装置内に組み込まれたセンサであり、例えば装置雰囲気の温度、湿度、気圧等の情報を計測するセンサである。インライン計測器４０で計測されたデータは、後述するデータ転送方式に基づいて、装置支援システム６０のサーバー６１に出力される。
オフライン計測器５０は、デバイスの製造ラインに直接は組み込まれていない計測ツールであり、例えば重ね合わせ計測装置や、線幅測定装置等である。
【００４７】
装置支援システム６０は、露光装置１０、トラック２０、レーザ３０、インライン計測器４０及びオフライン計測器５０等の各種装置からネットワーク７０を介して種々のデータを収集し、これを解析し、例えば装置異常等の状態を把握する。また、装置に異常があった場合には、解析結果に基づいて、その原因を検出する。また、各装置の状態に基づいて、露光装置システム１の各製造ラインのプロセスを制御する。
そのために装置支援システム６０のサーバー６１は、まず、露光装置１０、トラック２０、レーザ３０、インライン計測器４０及びオフライン計測器５０等の各装置よりデータを収集し、これをデータベースに保存し管理する。そして、その保存したデータを用いて、装置やラインの稼動状態の解析や診断等を行う。また、必要に応じて、装置の故障の原因の推定を行う。また、その結果に基づいて、各装置の自動補正制御、レポート作成・通知等の処理を行う。
【００４８】
装置支援システム６０のサーバー６１には、ソフトウエアあるいはハードウエアにより、例えば図４に示すような機能モジュールが展開されており、これにより後述する種々の装置支援動作が実行される。
【００４９】
サーバー６１のデータ収集部２１０は、露光装置１０からデータを収集する露光装置データ取得部２１１、トラック２０からデータを収集するトラックデータ取得部２１２、レーザ３０からデータを収集するレーザデータ取得部２１３、インライン計測器４０からデータを収集するインライン計測器データ取得部２１４、オフライン計測器５０からデータを収集するオフライン計測器データ取得部２１５を有する。
これらのデータ取得部２１１〜２１５により、前述した露光装置１０を初めとする露光装置システム１の各装置より、通信ネットワーク７０を介して、イベントログファイル、シーケンスログファイル、エラーログファイル、稼動履歴ログファイル（装置状態データ）、計測結果ファイル、パラメータ設定ファイル、診断結果ファイル、アライメントマーク等の各種信号波形ファイル、及び、その他各種トレースデータやログファイル等を収集する。
【００５０】
露光工程ＤＢ２２０は、データ収集部２１０において収集したデータを蓄積するデータベースである。露光工程ＤＢ２２０に蓄積されたデータは、適宜、後述するアプリケーション２５０により使用され、露光装置の支援処理に供される。また、露光工程ＤＢ２２０は、後述する端末装置６２及びリモート端末装置６３からもアクセスされる。一般的に、露光装置１０で発生するデータ量は、他のプロセス装置で発生するデータ量と比較して膨大であるが、それらの露光装置１０で発生する膨大なデータも、露光工程ＤＢ２２０により効率良く管理される。
【００５１】
共通ソフトツール２３０は、サーバー６１が所望の動作をする際に共通的に使用されるツールである。例えば、データ収集部２１０において収集したデータあるいは露光工程ＤＢ２２０に蓄積されているデータへのアクセス、通信ネットワークを介したリモート接続等の機能等がこの共通ツールとして提供される。
【００５２】
インターフェイス２４０は、サーバー６１が、他の装置との通信や作業者とのデータや命令の入出力を行うためのインターフェイスである。
具体的には、インターフェイス２４０は、サーバー６１が通信ネットワーク７０を介して露光装置１０等の他の装置に接続されてデータの転送を行う通信環境を提供する。また、通信ネットワーク７０を介して接続された端末装置６２からアクセス可能にするリモートネットワーク接続環境を提供する。また、作業者からの命令やデータの入出力を好適な形態で行うヒューマンインターフェイス環境を提供する。
【００５３】
アプリケーション２５０は、露光装置システム１において実際にサーバー６１が露光装置１０等の装置支援を行うための機能を実現するプログラムである。
図示のごとく、本実施形態のサーバー６１には、装置・プロセス解析機能２５１、レポート・通知機能２５２、ｅ−ｍａｉｌ診断機能２５３、自動診断機能２５４、ＰＰ管理機能２５５、自動補正制御機能２５６を各々実現するアプリケーションが具備されている。
【００５４】
装置・プロセス解析機能２５１は、露光工程ＤＢ２２０に蓄積されているデータを解析し、解析結果を例えばグラフ等の形態で出力する。
装置・プロセス解析機能２５１は、本発明に係る解析処理として、スキャン方向、ショットの状態、ステップ方向等の露光装置１０の動作に対する重ね合わせ精度や線幅精度等の露光特性の依存性の解析処理を行う。なお、この解析方法の具体的内容については後に詳細に説明する。
【００５５】
本発明に係る解析処理の他に、装置・プロセス解析機能２５１は、露光工程ＤＢ２２０に蓄積されているデータの集計処理、統計処理等を行う。
例えば、装置・プロセス解析機能２５１は、装置のユニットごとのエラー件数を集計し、図５に示すようなエラー集計グラフを出力する。
図５に示すエラー集計グラフは、所定の期間における露光装置ごとのエラー発生件数をエラーの種類ごと（エラー発生のユニットごと）に表示するグラフである。このグラフを見れば、どの露光装置のどのユニットに問題が存在するかを一見して把握することができる。すなわち、エラーの装置やレシピ（プロセス・プログラム）への依存性を解析することができ、トラブル対応時間を短縮することができる。
【００５６】
また、装置・プロセス解析機能２５１は、例えば、処理工程ごとの処理時間を集計し、図６に示すような生産性グラフを出力する。
図６に示す生産性グラフは、ロット内の各ウエハに対する、ウエハ交換時間、アライメント時間及び露光時間を示すグラフである。このようなグラフを見れば、ウエハ交換時間が長いウエハが時々存在しており、ウエハ搬送に無駄が発生していることがわかる。すなわち、このようなグラフより、装置の利用状況を把握することができ、生産性（生産効率）を高める方策を検討することができる。
【００５７】
また、装置・プロセス解析機能２５１は、例えば、レンズ室の目標気圧と実際の気圧とを集計することにより、図７に示すような気圧の制御状態を示すグラフを出力する。
図７は、２つのレンズ室（Ａ室及びＢ室）の目標気圧と計測した実際の気圧とを重ねてプロットしたものであり、このグラフを見れば、Ａ室、Ｂ室ともに目標気圧によく追従していることがわかる。そして、このようなグラフにより、露光装置１０の環境を把握することができる。すなわち、装置性能と環境変動の相関を求め、プロセス異常の原因調査の時間の短縮及び装置調整の頻度の最適化を行うことができる。
装置・プロセス解析機能２５１がこのように動作することにより、データの整理や解析を行う場合におけるグラフ作成の負荷が軽減される。そして、解析効率が向上し、ダウンタイムを短縮化することができる。
【００５８】
レポート・通知機能２５２は、装置・プロセス解析機能２５１で行われた解析処理結果あるいは異常原因推定結果等を、通信ネットワーク７０を介して、例えば作業者の端末装置６２やリモート端末装置６３に出力する。
また、レポート・通知機能２５２は、露光装置システム１の各装置の月、週あるいは日等を単位とした稼動状態を示すレポートを自動的に生成し、予め設定された所定の出力先に出力する。レポート内容は、例えばＭＴＢＦ、ＭＴＢＩあるいは障害発生要因別ヒストグラム等の、装置の適切な運転状態を維持するための管理データである。
【００５９】
ｅ−ｍａｉｌ診断機能２５３は、後述する自動診断機能２５４の出力内容等を遠隔地のリモート端末装置６３に通信ネットワークを介して送信する機能である。これにより、リモート端末装置６３での露光装置システム１の各装置の性能監視、不具合や故障の把握、故障部位の判断等が可能となる。その結果、遠隔地からの露光装置１０等の診断や調整が可能となる。また、定常的に運転履歴やログデータを監視することにより、装置の予防保守も可能となる。
【００６０】
自動診断機能２５４は、各種装置から送られてくるデータを解析し、装置の稼動状況の異常を自動的に検出する機能である。自動診断機能２５４においても、本発明に係る解析方法を用いてデータの分析・解析及び異常原因の推定を行う。本発明に係る解析方法及び異常原因推定の方法については、後に詳細に説明する。
自動診断機能２５４は、その他に、例えばエラー件数診断、メンテナンスデータ診断、あるいはプロダクションデータ診断と言うような自動診断を行う。
エラー件数診断は、露光装置１０のステージ、ローダー、アライメント等におけるエラーの発生件数から、装置トラブルと不良プロセスを発見するものである。
【００６１】
メンテナンスデータ診断は、露光装置１０のステージ、結像系、照明系、アライメント、ＡＦ等の各種計測結果の変化を監視することにより、メンテナンス頻度の最適化、及び、消耗品交換時期の最適化を行うものである。
また、プロダクションデータ診断は、アライメント計測結果、フォーカス制御データ等を監視することにより、プロセス異常の早期発見と不良品生産の予防を行うものである。
このような自動診断機能２５４により、ダウンタイムの短縮と生産中の異常を早期に、あるいは適切なタイミングで検出することができ、リワークウエハの削減を行うことができる。
【００６２】
プロセス・プログラム（ＰＰ）管理機能２５５は、露光装置１０等のプロセス装置における実際の処理条件を記載したプロセス・プログラム（レシピ）を管理する機能である。
露光装置システム１においては、露光装置１０に適用するレシピをサーバー６１において集中管理しており、サーバー６１から各露光装置１０にダウンロードあるいはアップロードできるようになっている。また、そのために、ＰＰ管理機能２５５は、作業者がサーバー６１上においてレシピを作成することができる環境を提供する。すなわち、ＰＰ管理機能２５５は、作業者が通信ネットワーク７０を介してオフィスのＰＣ等からサーバー６１にアクセスし、レシピの作成、編集を行うことができる環境、ツール等を提供する（デスクトップ・レシピ編集機能）。
【００６３】
また、ＰＰ管理機能２５５は、レシピを最適化するための環境を提供する。通常、作業者は、例えば前述した装置・プロセス解析機能２５１や自動診断機能２５４による解析結果や診断結果に基づいて、レシピを編集し最適化を行う。しかし、レシピを編集する際には、それ以外に処理条件の妥当性をチェックしたい場合がある。そのような条件の妥当性のチェックのためのシミュレーション環境を、ＰＰ管理機能２５５は作業者に提供する。より具体的には、ＰＰ管理機能２５５は、設定したレシピに基づく露光処理のシミュレーション環境を提供し、これにより、例えば重ね合わせ、結像及びスループットの評価が行えるようになっている。
【００６４】
自動補正制御機能２５６は、各種装置から送られてくるデータに基づいて、フィードバックまたはフィードフォワード補正制御を行い、装置の機能及び動作を安定化させる機能である。
本実施の形態の自動補正制御機能２５６は、大別すると、環境や装置状態の変化に対する補正制御と、プロセスに対する補正制御との２つの補正制御を行う。
【００６５】
環境や装置状態の変化に対する補正制御は、温度、気圧あるいは湿度等の環境の変動や、露光装置、トラックあるいはレーザ等の装置の状態の変化に対して補正制御を行うことにより装置性能の安定化を図るものである。
【００６６】
具体的には、例えば次のような各制御を行う。
まず、気圧、温度及び湿度の変化データから、露光装置１０のフォーカス面を予測制御し、面安定性の向上を図る（長期フォーカス安定化）。
また、レーザ、気圧、温度及び湿度の変化データから、最適露光量を予測制御し、ウエハ間のＣＤ安定性の向上を図る（ウエハ間ΔＣＤ安定化）。
また、ＰＥＢ温度の不均一に起因するウエハ内に打つショットごとの露光量を微調整（補正）し、ウエハ内ΔＣＤの安定性の向上を図る（ウエハ内ΔＣＤ安定化）。
また、ローダーとトラックのインターフェイスの温度変化を計測し、露光時のウエハ伸縮量を予測し、アライメント補正をかけ、重ね精度の向上を図る（ウエハ間重ね安定化）。
【００６７】
プロセスに対する補正制御は、プロセスに起因する変動や、露光装置、トラック、レーザ等の装置の運用時の組み合わせによる変動を予測し、これに基づいて種々の動作条件等を補正制御することにより、装置性能の安定化を図るものである。
具体的には、次のような制御を行う。
例えば、ＳＤＭ（ディストーションマッチング）、ＧＣＭ（グリッドマッチング）の補正パラメータの最適化を行い、重ね合わせ精度の向上を図る（号機間マッチング重ね合わせ精度向上）。なお、ＳＤＭ、ＧＣＭの詳細については、特開平７−５７９９１号公報及び特開２００２−３５３１２１号公報を参照されたい。
【００６８】
また、各レシピ（プロセスプログラム）による実スループットの算出、及び、露光装置−トラック間での実スループットの算出を行い、スループット低下ユニットの特定とその対策の支援を行う（スループットシミュレータによる生産性向上）。
また、プロセスごとにアライメント計測アルゴリズムの自動選択を行い、重ね合わせ精度の向上を図る（アライメント計測アルゴリズム自動計測）。
また、マスクパターンに最適化されたレンズ収差補正制御を行う（レンズ収差補正制御）。
【００６９】
なお、これらのアプリケーションレベルの機能の操作画面は、ウェブブラウザで構築されており、リモート／ローカルの区別無く、全ての機能がどこからでも利用できるようになっている。
【００７０】
装置支援システム６０の端末装置６２は、例えば工場内において作業者がサーバー６１にアクセスするための端末装置である。端末装置６２は、通信ネットワーク７０の第１のネットワーク７１に接続されており、第１のネットワーク７１を介してサーバー６１と接続される。
【００７１】
装置支援システム６０のリモート端末装置６３は、例えば工場外のオフィスや露光装置１０のベンダーから、関係者が、サーバー６１にアクセスするための端末装置である。リモート端末装置６３は、第２のネットワーク７２、ゲート装置７３及び第１のネットワーク７１を介し、また、サーバー６１のインターフェイス２４０の機能を用いてサーバー６１に接続される。
以上が、装置支援システム６０の構成である。
【００７２】
通信ネットワーク７０は、露光装置システム１の各装置を接続するためのネットワークである。通信ネットワーク７０の第１のネットワーク７１は、例えば工場内の通信ネットワークであって、装置支援システム６０のサーバー６１及び端末装置６２、露光装置１０、トラック２０、レーザ３０、インライン計測器４０及びオフライン計測器５０等を接続する。また、通信ネットワーク７０の第２のネットワーク７２は、例えば工場外の通信ネットワークや、露光装置１０のベンダーが管理するネットワーク等である。図示のごとく、第２のネットワーク７２と第１のネットワーク７１とは、例えばファイアーウォール機能を有するゲート装置７３により接続される。
【００７３】
次に、このような構成の露光装置システム１における、本発明に係る装置の動作に依存する露光特性の解析方法について図８〜図１１を参照して説明する。
なお、以下に説明する解析処理は、前述した装置支援システム６０のサーバー６１の装置・プロセス解析機能２５１を中心として、サーバー６１及び露光装置システムの他の構成部の機能を利用しながら実施される。
【００７４】
まず、解析処理の対象となる露光装置１０の動作について簡単に説明する。
図８は、その露光装置１０の動作を説明するための図である。
図８に示すように、ウエハ３００（ウエハＷ）の各ショット領域３１０に露光を行う場合、露光装置１０は、ステップ方向３２０の順に各ショット領域に露光を行う。すなわち、ショット領域の列を順次右から左へ、左から右へと蛇行して連続した軌跡を辿るようにステップしていく。
また、そのステップで順次露光される各ショット領域においては、第１の方向（プラス方向）３３１へのスキャンと、第２の方向（マイナス方向）３３２へのスキャンが交互に行われる。
このように、露光装置１０は、複数の種類の動作を組み合わせることにより、レチクルＲに形成されたパターンをウエハＷの各ショット領域３１０に転写していく。
【００７５】
また、ウエハ３００（ウエハＷ）の周辺部では、ショット領域が一部ウエハＷから外れた位置に配置されるショット３１４が生じる。ウエハＷの内部で、ショット領域が完全にウエハＷ上に配置される完全ショット３１１に対して、このようなショットを欠けショット３１４と称する。また、この欠けショット３１４には、前述したようにスキャン方向がウエハ内部からウエハ外向きに向かうショット３１２（内外方向ショットと称する）と、スキャン方向がウエハ外部からウエハ内部に向かうショット３１３（外内方向ショットと称する）が存在する。
このように、同一のウエハのショットにおいても、露光装置１０の動作に起因して種々の条件で露光処理が施される。
【００７６】
。
次に、本発明に係る解析処理について説明する。
図９は、その解析処理の流れを示すフローチャートであって、各ショット領域のスキャン方向に対するパターン重ね合わせ精度を解析する処理のフローチャートである。
この解析処理は、露光装置１０にロードされた１枚のウエハに対する露光処理が終了した時点で開始され（ステップＳ１００）、まず、そのウエハのショットごとの重ね合わせ精度（重ね合わせ誤差）を検出し、その情報を収集する（ステップＳ１１０）。重ね合わせ誤差は、オフライン計測器５０として具備される重ね合わせ計測装置において計測され、サーバー６１のデータ収集部２１０を介して露光工程ＤＢ２２０に記憶される。
【００７７】
次に、そのウエハの各ショットに対して、露光処理時のスキャン方向の情報を検出する（ステップＳ１２０）。スキャン方向の情報は、レシピやパラメータ設定ファイルを参照して露光装置１０の動作特性、制御方法等に基づいて検出してもよいし、例えば露光装置１０の稼動履歴ログファイル（装置状態データ）、具体的には、レチクルステージのトレースデータやウエハステージのトレースデータ等を参照してもよい。いずれにしても、サーバー６１の露光工程ＤＢ２２０に記憶されているデータを参照する。
ステップＳ１１０及びステップＳ１２０の情報検出及び収集処理の結果、図１０に示すような情報が露光装置のログ情報として収集される。
【００７８】
次に、このようにして検出、収集された各ショットごとのスキャン方向及び重ね合わせ誤差の情報を、スキャン方向に基づいて分類し（ステップＳ１３０）、分類したスキャン方向ごとの重ね合わせ誤差の情報を比較が容易なようにグラフ化する（ステップＳ１４０）。その結果、例えば図１１に示すようなグラフが得られる。
オペレータがスキャン方向による重ね合わせ精度の依存性を判定する場合には、オペレータはこのグラフを参照することにより、状態を容易に把握することができ、判定を容易に行うことができる。
【００７９】
また、例えば自動的に依存性を検出する場合は、次に、この重ね合わせ誤差がスキャン方向に依存しているか否かを検出する（ステップＳ１５０）。
具体的には、スキャン方向別に重ね合わせ誤差の平均値及び標準偏差を算出し、プラススキャンとマイナススキャンでの平均値と標準偏差の差を検出する。そして、この差が、各々所定の閾値を越えた場合に、重ね合わせ誤差がスキャン方向に依存していると判定する。
【００８０】
そして、この依存性の判定の結果に基づいて、所定の対応処理を行う（ステップＳ１７０）。
例えば、依存性による影響を自動補正する処理を実行する。自動補正をする場合の方法としては、例えばフォーカス正逆差が発生している場合には、これを計測して露光装置１０の補正値を更新すればよい。
また、依存性がある場合、あるいは、この平均値及び標準偏差の差をさらに各々所定の閾値と比較し差が閾値を越えている場合には、露光処理に何らかの異常があると判定し、その旨の通知（警告）をオペレータに行ったり、露光処理を停止する等の処理を行うようにしてもよい。
【００８１】
このような解析処理を行うことにより、スキャン方向に依存するような形態で重ね合わせ精度に差が生じている場合、これを容易に把握し、分析し、対策することができる。
その結果、露光装置１０の最適な設定を行うことが容易になり、露光精度を向上させることができる。
【００８２】
このような解析方法による露光装置の動作に依存する解析対象としては、種々の対象が考えられるが、好適な例としては、露光装置の状態、及び、露光装置により露光されて生成されたパターンの特性が挙げられる。
露光装置の状態としては、例えばレチクルの位置情報（トレースデータ）やウエハの位置情報（トレースデータ）、あるいは、基板の位置情報の一種としての走査露光中のＡＦ信号やレベリング駆動信号等が挙げられる。これらの状態を示す情報（状態情報）は、通常、関連性を解析しようとする露光装置１０の動作に係る情報と同様に、サーバー６１の露光工程ＤＢ２２０に記憶されているものである。換言すれば、これらの状態情報がサーバー６１の露光工程ＤＢ２２０に記憶されるよう、露光時等に、露光装置１０の主制御系１１５がデータ収集等を行っておく。
従って解析時には、露光工程ＤＢ２２０より所望の状態情報を読み出し、スキャン方向等の露光装置の動作ごとに分類すればよく、これにより、その状態情報と露光装置の動作との関連性（依存性）を検出することができる。
【００８３】
また、パターン特性としては、図９〜図１１に例示した重ね合わせ精度や、線幅精度等の特性が挙げられる。これらのパターン特性の情報は、通常、露光処理が終了した後に、例えば露光装置１０により、あるいは、インライン計測器４０やオフライン計測器５０により計測して得られるものである。従って、パターン特性の解析を行う場合には、図９に示したフローチャートのように、まず、その特性を検出し（ステップＳ１１０）、その上で、検出した特性をスキャン方向等の露光装置の動作ごとに分類する（ステップＳ１３０）こととなる。
例えば、線幅精度の特性を解析する場合には、例えばオフライン計測器５０として具備されている線幅計測装置にウエハを投入し、線幅のショット内平均をショットごとに検出し、この誤差を検出し、これをパターン特性としての線幅誤差情報として検出する。
このようにすれば、パターン特性と露光装置の動作との関連性（依存性）を検出することができる。
【００８４】
なお、線幅等のパターン特性がスキャン方向に依存して変動する場合であって、これを自動補正しようとする場合には、例えば、線幅の正逆差をフォーカスに換算し、露光時にスキャン方向に応じてフォーカスにオフセットを加えるようにすればよい。
【００８５】
なお、本実施の形態においては露光装置１０の動作の種類としてスキャン方向を例にとり、パターン特性としての重ね合わせ誤差をプラス方向スキャンによって露光された結果とマイナス方向スキャンによって露光された結果とに分類したが、露光装置１０の動作の種類はこれに限られない。
例えば、欠けショット３１４におけるパターン特性を、内外方向スキャンで露光された結果と、外内方向スキャンで露光された結果とに分類して解析して、依存性を検出してもよい。あるいは、パターン特性を、プラスＸ方向ステップ後に露光された結果とマイナスＸ方向ステップ後に露光された結果とに分類してもよいし、プラスＹ方向ステップ後に露光された結果とマイナスＹ方向ステップ後に露光された結果とに分類してもよい。さらに、スキャン動作におけるスキャン距離、言いかえれば、ショット領域３１０の大きさに応じてパターン特性を分類してもよい。このように、本発明は露光装置１０の様々な動作に対して適用することができる。そして、上記のようにして検出された依存性に基づいて、露光装置１０の露光性能を維持するための対策をとることができる。例えば、欠けショット３１４における露光結果が、スキャン方向に依存している場合には、ウエハＷの周辺に規定するフォーカスレベリングを行わない領域であるディスエーブルレンジを広げたり、オートフォーカス系（不図示）のセンサ位置を変更する等の対策をとることができる。あるいは、欠けショット３１４のスキャン方向を全て内外スキャンにしてもよい。また、露光結果がステップ方向に依存している場合には、ステップ方向の変更や、検出した依存性に基づいて露光位置にオフセットを加える等の対策をとることができる。また、パターン特性に代えて露光装置１０の状態情報を解析対象とし、上述した動作の種類ごとに分類し解析してもよい。
【００８６】
このように、本実施の形態の露光装置システム１においては、露光装置１０の状態や異常状態を迅速にサーバー６１に吸い上げ、容易かつ適切にそのデータの解析を行い、例えば異常の原因等を推定することができる。特に、露光装置の動作に依存する線幅や重ね合わせ精度への影響を、容易に解析し、依存関係を検出し、また対策をとることができる。
従って、異常状態の発生に対しても適切に対応することができ、また、露光装置の最適な設定を行うことが容易になり、露光精度を向上させ、高性能な電子デバイスを生産性よ製造することができる。
なお、本実施の形態では、オンライン計測器５０によって検出された情報を、装置支援システム６０のサーバー６１によって解析する解析処理について説明したが、本発明はこれに限られない。例えば、露光装置１０が備える重ね合わせ計測機能により重ね合わせ精度を計測し、露光装置１０の主制御装置１１５により解析処理を行うこともできる。これによれば、露光装置１０の台数が少なく通信ネットワークを構成する必要が無い場合であっても個々の露光装置で露光性能の解析を行うことができる。
【００８７】
なお、本実施の形態は、本発明の理解を容易にするために記載されたものであって本発明を何ら限定するものではない。本実施の形態に開示された各要素は、本発明の技術的範囲に属する全ての設計変更や均等物をも含み、また任意好適な種々の改変が可能である。
【図面の簡単な説明】
【００８８】
【図１】図１は、本発明の一実施の形態の露光装置システムの構成を示す図である。
【図２】図２は、図１に示した露光装置システムの露光装置の構成を示す図である。
【図３】図３は、図１に示した露光装置のオフ・アクシス方式のアライメント光学系の指標板の断面図である。
【図４】図４は、図１に示した露光装置システムのサーバーの機能構成を示す図である。
【図５】図５は、図４に示したサーバーの機能の装置・プロセス解析機能によるエラー集計グラフを示す図である。
【図６】図６は、図４に示したサーバーの機能の装置・プロセス解析機能による生産性グラフを示す図である。
【図７】図７は、図４に示したサーバーの機能の装置・プロセス解析機能による装置環境グラフを示す図である。
【図８】図８は、露光処理に係る露光装置のウエハに対する動作を説明するための図である。
【図９】図９は、図１に示した露光装置システムにおける本発明に係る解析方法を示すフローチャートである。
【図１０】図１０は、検出した各ショット領域ごとのスキャン方向及び重ね合わせ精度を示す図である。
【図１１】図１１は、スキャン方向別の重ね合わせ精度の分布を示す図である。
【符号の説明】
【００８９】
１…露光装置システム
１０…露光装置
１０１…コンデンサレンズ              １０２…レチクルステージ
１０３…ベース                        １０４…駆動装置
１０５…ミラー                        １０６…対物レンズ
１０７…マーク検出系                  １０８…ウエハホルダー
１０９…ウエハステージ                １１０…基準マーク
１１１…移動ミラー                    １１２…レーザ干渉計
１１３…ステージコントローラ          １１４…駆動系
１１５…主制御系
１２５…アライメントセンサ
１２６…ハロゲンランプ              １２７…コンデンサレンズ
１２８…光ファイバー                １２９…フィルタ
１３０，１３５…レンズ系            １３１…ハーフミラー
１３２，１３８…ミラー              １３３…対物レンズ
１３４…プリズム（ミラー）          １３６…指標マーク
１３７，１３９…リレー系            １４０…イメージセンサ
１４１…ＦＩＡ演算ユニット
１５１…移動ミラー                    １５２…レーザ干渉計
２０…トラック
３０…レーザ
４０…インライン計測器
５０…オフライン計測器
６０…装置支援システム
６１…サーバー
２１０…データ収集部
２１１…露光装置データ取得部      ２１２…トラックデータ取得部
２１３…レーザデータ取得部        ２１４…インライン計測器データ取得部
２１５…オフライン計測器データ取得部
２２０…露光工程ＤＢ
２３０…共通ソフトツール
２４０…インターフェイス
２５０…アプリケーション
２５１…装置・プロセス解析機能    ２５２…レポート・通知機能
２５３…ｅ−ｍａｉｌ診断機能      ２５４…自動診断機能
２５５…ＰＰ管理機能              ２５６…自動補正制御機能
６２…端末装置
６３…リモート端末装置
７０…通信ネットワーク
７１…第１のネットワーク
７２…第２のネットワーク
７３…ゲート装置
３００…ウエハ
３１０…ショット領域
３１１…完全ショット
３１４…欠きショット
３１２…内外方向欠きショット
３１３…外内方向欠きショット
３２０…ステップ方向
３３１…プラススキャン方向
３３２…マイナススキャン方向
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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